小带隙半导体聚合物具有高近红外光响应
Koen H Hendriks1, Weiwei Li, Martijn M Wienk
1Molecular Materials and Nanosystems, Institute for Complex Molecular Systems, Eindhoven University of Technology , P.O. Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands.
Journal of the American Chemical Society
|August 8, 2014
概括
研究人员为有机光伏发电开发了新的超小带隙合聚合物. 这些材料实现了高效率和近红外光响应,推进了太阳能电池技术.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 在合聚合物中实现低光学带隙对于高效的有机光伏 (OPV) 是至关重要的.
- 保持高光诱导电荷转移效率与电子受体如富勒烯仍然是一个挑战.
- 开发新的供体-接受体聚合物是克服这些局限性的关键.
研究的目的:
- 为了合成和评估OPV的超小带隙供体-接受体聚合物.
- 调整聚合物能量水平以提高光吸收和电荷转移.
- 探索多连接太阳能电池和近红外 (NIR) 光探测器中的应用.
主要方法:
- 基于二甲基罗罗的受体-基于罗的供体聚合物的合成.
- 调整最高占成的分子轨道 (HOMO) 能量水平,通过变化的供体强度.
- 用烯衍生物混合的太阳能电池的制造和表征.
- 测量光伏特征,外部量子效率 (EQE) 和光电流.
主要成果:
- 合成的聚合物具有从1.13到1.34 eV的光学带隙.
- 在太阳能电池中实现了2.9-5.3%的功率转换效率 (PCE).
- 在近红外 (NIR) 区域显示出高光响应,EQE在1000nm高达50%,延伸到1200nm.
- 获得高光电流高达23.0mA cm(-2) 与优化的光吸收.
结论:
- 超小带隙聚合物为高效的有机光伏提供了一个有希望的途径.
- 这些材料表现出极好的NIR光响应和光伏性能.
- 开发的聚合物适用于多连接太阳能电池和NIR有机光电探测器.
